Nghiên cứu khả năng thủy phân bã sắn giầu tinh bột bởi enzyme từ nấm aspergillus

Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả thủy phân bã sắn giầu tinh bột enzyme từ nấm Aspergillus Người hướng dẫn Sinh viên thực Lớp : TS VŨ VĂN HẠNH : NGUYỄN VĂN BÁCH : KS CNSH 11.01 HÀ NỘI – 2015 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả thủy phân bã sắn giầu tinh bột enzyme từ nấm Aspergillus Người hướng dẫn Sinh viên thực Lớp : TS VŨ VĂN HẠNH : NGUYỄN VĂN BÁCH : KS CNSH 11.01 HÀ NỘI – 2015 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, xin chân thành cảm ơn TS Vũ Văn Hạnh, Trưởng phòng Các chất chức sinh học, Viện Công nghệ Sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, định hướng nghiên cứu, hướng dẫn thí nghiệm, chỉnh sửa luận văn tạo điều kiện vật tư, hóa chất thiết bị c ho nghiên cứu để hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cám ơn tập thể cán phòng Các chất chức sinh học giúp đỡ suốt thời gian làm khóa luận Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo Khoa Công nghệ Sinh học, Viện Đại học Mở Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, tập thể lớp 11.01 tất bạn bè động viên, hỗ trợ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập thực luận văn Hà Nội, tháng năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Văn Bách Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 LỤC MỤC LỜI CẢM ƠN i LỤC MỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BIỂU ĐỒ vii MỞ ĐẦU PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÃ SẮN 1.1.1 Quy trình sản xuất tinh bột sắn 1.1.2 Bã sắn 1.1.3 Tình hình nghiên cứu sử dụng bã sắn 1.2 TỔNG QUAN VỀ VI NẤM ASPERGILLUS 1.2.1 Giới thiệu chung[20] 1.2.2 Cấu tạo sợi nấm hệ sợi nấm 1.2.3 Hình thái nấm mốc 1.3 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT SỐNG CỦA NẤM ASPERGILLUS 1.3.1 Amylase 1.3.2 α-amylase (α-1,4-glucanohydrolase) 11 1.3.3 γ-amylase (glucoamylase) 14 1.4 NUÔI CẤY LÊN MEN LỎNG VÀ LÊN MEN XỐP 15 1.4.1 Lên men lỏng 15 1.4.2 Lên men xốp 16 PHẦN 17 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 VẬT LIỆU 17 2.1.1 Đối tượng 17 2.1.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 18 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.2.1 Hoạt hóa chủng 19 2.2.2 Các phương pháp bảo quản giống vi sinh vật[9] 20 2.2.3 Nuôi cấy lên men lỏng, lên men xốp 20 2.2.4 Phương pháp hóa sinh 21 2.2.5 Phương pháp nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả lên men sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột chủng nấm Aspergillus A13 24 2.2.6 Phương pháp nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả thuỷ phân bã sắn[16],[ 24],[ 26] 26 Phần KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 3.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÊN MEN SINH TỔNG HỢP ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT CỦA CHỦNG NẤM ASPERGILLUS A13 27 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 3.1.1 Tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp 27 3.1.2 Tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng (tuổi giống) 28 3.1.3 Tối ưu nguồn nitrogen môi trường lên men xốp 29 3.1.4 Tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 30 3.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THỦY PHÂN BÃ SẮN 31 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân bã sắn 31 3.2.2 Ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn 33 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn 34 3.2.4 Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn 35 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 Phần PHỤ LỤC 41 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần hóa lý bã sắn (g/100 g khối lượng khô) Bảng 2.1 Danh mục thiết bị sử dụng thí nghiệm Bảng 2.2 Xây dựng đường chuẩn glucose Bảng 2.3 Xây dựng đường chuẩn Maltose Bảng 2.4 Xác định hoạt tính enzyme thủy phân tinh bột Bảng 5.1 Đường chuẩn maltose Bảng 5.2 Đường chuẩn glucose Bảng 5.3 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 15% Bảng 5.4 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 20% Bảng 5.5 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 25% Bảng 5.6 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 30% Bảng 5.7 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 35% Bảng 5.8 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày Bảng 5.9 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày Bảng 5.10 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày Bảng 5.11 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày Bảng 5.12 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày Bảng 5.13 Kết tối ưu nguồn nitrogen urea môi trường lên men xốp Bảng 5.14 Kết tối ưu nguồn nitrogen KNO3 môi trường lên men xốp Bảng 5.15 Kết tối ưu nguồn nitrogen NH4NO3 môi trường lên men xốp Bảng 5.16 Kết tối ưu nguồn nitrogen NH4CL môi trường lên men xốp Bảng 5.17 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 28 độ C Bảng 5.18 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 30 độ C Bảng 5.19 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 32 độ C Bảng 5.20 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân Bảng 5.21 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Bảng 5.22 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn Bảng 5.23 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn nhà máy Fococev sản xuất tinh bột sắn Hình 1.2 Hình ảnh bã sắn( mẫu bã sắn lấy sở sản xuất tinh bột sắn Cát Quế, Hoài Đức, Hà Nội) Hình 2.1 Hình ảnh khuẩn lạc chủng Aspergillus A13 sử dụng nghiên cứu Hình 5.1 Đường chuẩn maltose Hình 5.2 Đường chuẩn glucose Hình 5.3 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Hình 5.4 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Hình 5.5 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Hình 5.6 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng độ ẩm chất đến khả sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột chủng Aspergilles A13 Biểu đồ 3.2 Ảnh hưởng tuổi giống đến khả sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột chủng Aspergilles A13 Biểu đồ 3.3 Ảnh hưởng nguồn Nitrogen đến khả sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột chủng Aspergilles A13 Biểu đồ 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột chủng Aspergilles A13 Biểu đồ 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Biểu đồ 3.6 Ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Biểu đồ 3.7 Ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Biểu đồ 3.8 Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 MỞ ĐẦU Theo số liệu thống kê FAO, Việt Nam nước xuất tinh bột sắn đứng thứ hai giới, sau Thái Lan Tinh bột sắn sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp khác thực phẩm, y dược, dệt… Chính vậy, năm gần đây, nước ta nhiều nhà máy sản xuất tinh bột sắn đời Hiện nay, Việt Nam có 60 nhà máy tinh bột sắn với tổng công suất khoảng 38 triệu củ tươi/năm Theo ước tính nhà máy chế biến tinh bột sắn có công suất 30 – 100 tấn/ngày sản xuất 7,5 – 25 tinh bột, kèm theo 12 – 48 bã [31] Chất thải rắn vỏ bã sắn Bã sắn có độ ẩm 80% nên phơi dễ bị nhiễm khuẩn, sinh mùi khó chịu ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Như vậy, vấn đề ô nhiễm nhà máy tinh bột sắn vấn đề cần giải cách khẩn trương Bởi lẽ tình trạng kéo dài môi trường ngày bị ô nhiễm trầm trọng Thành phần bã sắn gồm 5,3% protein, 56% tinh bột, 0,1% chất béo, 2,7% tro 35,9% chất xơ (tính theo phần trăm khối lượng chất khô) theo FAO, bã sắn giá tri dinh dưỡng cao Tuy nhiên, bã sắn chủ yếu bán làm thức ăn gia súc dạng khô dạng tươi Việc sử dụng bã sắn theo dạng mang lại hiệu giá trị dinh dưỡng kinh tế không cao Vì vậy, việc xử lí bã sắn vừa làm tăng giá trị cho bã sắn vừa tạo sản phẩm phụ có ích nhà máy sản xuất tinh bột sắn Xuất phát từ vấn đề thực tiễn nêu trên, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu khả thủy phân bã sắn giầu tinh bột enzyme từ nấm Aspergillus” Mục tiêu: Tìm giải pháp xử lý bã thải từ chế biến tinh bột sắn chế phẩm enzyme vừa đem lại giá trị kinh tế, vừa có ý nghĩa môi trường Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Nguyễn Thị Thanh Bình (2010), "Nghiên cứu thu nhận enzyme amylase số chủng Nấm Sợi phân lập từ rừng ngập mặn Cần Giờ", Luận văn Thạc sĩ Sinh học,Trường ĐHSP Tp Hồ Chí Minh,trang 15,26-54 Nguyễn Huy Văn Bùi Xuân Đồng (2000), "Vi nấm dùng công nghệ sinh học", NXB Khoa Học Kỹ thuật, TP HCM Hà Huy Kế Bùi Xuân Đồng (2004), "nguyên lý phòng chống nấm mốc mycotoxin", NXB Khoa Học Kĩ Thuật Hoàng Ngọc Duy Quang Nguyễn Lê Hoàng, Nguyễn Thị Kim Vân, Nguyễn Ngọc Trung, Lê Nguyễn Nhân Luân, ( 2010), ""enzyme amylase"", Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh, trang: 4-16, Phan Thị Phương Hoa (2004), "Nghiên cứu phân loại chủng thuộc chi Aspergillus phân lập từ rừng ngập mặn Nam Định Thái Bình", Luận văn Thạc sĩ Sinh học, Đại học Sư phạm Hà Nội Nguyễn Đức Lượng (2004), "Công nghệ enzyme", NXB Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, trang:228-308,410-414, Nguyễn Đức Lượng et al ( 2003), "Thí nghiệm công nghệ sinh học", tập thí nghiệp vi sinh vật học,NXB ĐHQG TP HCM Nguyễn Thị Lanh (2012), "Nghiên cứu khả thuỷ phân bã sắn chủng vi khuẩn Bacillus sp", Đại Học Lâm Nông Huế, Khoa Cơ Khí - Công Nghệ Ngô Thị Minh Phương (2011), "Nghiên cứu phương pháp bảo quản nấm men(saccharomyces cereviseae), nấm mốc (Aspergillus Niger) vi khuẩn (Acetobacter xylinum)", luận văn thạc sĩ kĩ thuât, Đại Học Đà Nẵng 10 Lương Hữu Thành cộng (2002), "Sản xuất phân vi sinh từ bã thải sắn", Trường Đại học Khoa học Tự nhiên , ĐHQG Hà Nội 11 Trần Thị Thanh (2001), "Công nghê vi sinh", NXB Giáo dục, Tp.HCM Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 12 Võ Văn Tuấn (2008), "ứng dụng enzyme a mylase, glucoamylase nấm men chủng sản xuất rượi vang nếp", Luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Cần Thơ 13 Nguyễn Hữu Văn cộng (2009), "Đánh giá giá trị dinh dưỡng bã sắn công nghiệp ủ chua với phụ gia để làm thức ăn cho gia súc nhai lại", Trường Đại học Nông nghiệp - Đại học Huế 14 Nguyễn Thanh Vũ ( 2007), "Ảnh hưởng loại enzyme, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH đến trình thủy phân nếp than ứng dụng cho trình lên men", Luận văn tốt nghiệp kỹ sư, Trường Đại Học Cần Thơ, trang: 3-5, Tiếng anh 15 Adenise Lorenci Woiciechowski cộng (September 2002), Acid and Enzymatic Hydrolysis to recover reducing sugars from cassava bagasse: an Economic Study, ISSN 1516-8913 Printed in Brazil 16 Adenise Lorenci Woiciechowski cộng (September 2002), "Acid and Enzymatic Hydrolysis to recover reducing sugars from cassava bagasse: an Economic Study", Vol.45n n.3 :pp.393-400,-SSN 1516-8913 Printed in Brazil 17 Ashok Pandey cộng (2000), Biotechnological potential of agro-industrial residues II: cassava bagass, Bioresource Technology 18 Balai Penelitian Ternak P.O (Januari 1998), "fermentasi bungkil inti sawit secara substrat padatdengan menggunakan aspergillus niger", Box 221, Bogor 16002, Indonesia Diterima dewan redaksi 19 BALCOA A.L PAIVA V.M., and F.X MALCATA, (1996), "Enzyme and Microbial Technology", Review bioreactor with immobilized lipases : State of the art 18:392-416 20 Baldwin, Toby M and et al ( 2008), "Heterologous alpha amylase expression in Aspergillus", United States Patent Application, 21 Kawamura Y FuJi M (1985), "action of α-amylase and glucoamylase on hydrolysis of starch", A,Biotechnol Bioeng, Vol 27, 22 Kemel J Laila M., Rym A., Ahmed B., Moncef N, ( 2008), "Biochemical and molecular characterization of a novel calcium-dependent metalloprotease from Bacillus cereus SV1", Process Biochemistry, 43(5), pp 522-530 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 23 Purwadaria cộng (1997), "In vitro nutrient value of coconutmeal fermented with Aspergillus niger", NRRL 337 atdifferent enzymatic incubation temperatures.Proceedings Second Conference on AgricultureBiotechnology Jakarta, 13-15 June 1995 Indonesia.Hal 532-542 24 Rojan P.John cộng (2006), "Simultaneous Saccharification and Fermentation of Cassava Bagasse for L-(+)-Lactic Acid Production Using Lactobacilli", Biotechnology Division, Regional Research Laboratory (CSIR) Trivandrum-695 019 Kerala, India, 25 S.Gaewchingduang and P.Pengthemkeerati (2010), "Enhancing efficiency for reducing sugar from cassava bagasse by pretreatment", World Academy of Science, Engineering and Technology 70 26 S.Gaewchingduang and P.Pengthemkeerati (2010), “Enhancing efficiency for reducing sugar from cassava bagasse by pretreatment”, World Academy of Science, Engineering and Technology 70 27 Shaktimay Kara cộng (Mar./Apr.2010), "Optimization of thermostable αamylase production by Streptomyces erumpens MTCC 7317 in solid-state fermentation using cassava fibrous residue", Curitiba,Braz arch biol technol vol.53 no.2( ) 28 Shaktimay Kara cộng (Mar./Apr 2010), "Optimization of thermostable αamylase production by Streptomyces erumpens MTCC 7317 in solid-state fermentation using cassava fibrous residue", Braz arch biol technol vol.53 no.2 Curitiba 29 "http://123doc.org/document/916364-tai-lieu-san-xuat-enzyme-amylase-vaenzyme-protease-theo-hai-phuong-phap-pptx.htm" 30 "http://en.wikipedia.org/wiki/Aspergillus" 31 "http://fococev.com/" Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Phần PHỤ LỤC Phụ lục 1: Xây dựng đường chuẩn maltose Bảng 5.1 Đường chuẩn maltose maltose(µ M) 584,8 1169,59 1754,39 2339,18 2923,98 OD 0,224 0,249 0,287 0,326 0,365 0,412 ∆ OD 0,025 0,063 0,102 0,141 0,188 Hình 5.1 Đường chuẩn maltose Phụ lục Xây dựng đường chuẩn glucose Bảng 5.2 Đường chuẩn glucose glucose(µM) OD ∆ OD 1111,11 2222,22 3333,33 4444,44 5555,56 0.239 0,347 0,445 0,552 0,665 0,801 0,108 0,206 0,313 0,426 0,562 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Hình 5.2 Đường chuẩn glucose Phụ lục Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp Bảng 5.3 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 15% giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,558 0,254 0,304 229.57 159.7 69.871 1000x 0,376 0,238 0,138 222 153.4 68.6 2000x 0,277 0,223 0,054 204 138.8 65.2 150.63 67.89 Trung bình Bảng 5.4 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 20% pha giá trị OD540nm Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng Mẫu Mẫu Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme kiểm tra thử ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 (Test) (blank) 500x 0,607 0,296 0,311 234.57 163.2 71.37 1000x 0,441 0,279 0,162 256.29 177.4 78.89 2000x 0,362 0,273 0,089 304 208.8 95.2 183.13 81.82 Trung bình Bảng 5.5 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 25% giá trị OD540nm Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- pha loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,537 0,234 0,303 228.86 159.2 69.66 1000x 0,386 0,232 0,154 244.86 169.4 75.46 2000x 0,307 0,235 0,072 255.43 174.8 80.63 167.8 75.25 Trung bình Bảng 5.6 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 30% giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,522 0,234 0,288 218.14 151.7 66.44 1000x 0,356 0,228 0,128 207.71 143.4 64.31 2000x 0,277 0,223 0,054 204 138.8 65.2 144.63 65.32 Trung bình Bảng 5.7 Kết tối ưu độ ẩm chất môi trường lên men xốp độ ẩm 35% Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,443 0,237 0,206 159.57 110.7 48.87 1000x 0,362 0,248 0,114 187.71 129.4 58.31 2000x 0,276 0,239 0,037 155.43 104.8 50.63 114.97 52.6 Trung bình Phụ lục kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng (tuổi giống) Bảng 5.8 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,369 0,235 0,134 108.14 74.7 33.44 1000x 0,295 0,238 0,057 106.29 72.4 33.89 2000x 0,268 0,242 0,026 124 82.8 41.2 76.633 36.18 Trung bình Bảng 5.9 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,497 0,237 0,26 198.14 137.7 60.44 1000x 0,369 0,248 0,121 197.71 136.4 61.31 2000x 0,294 0,246 0,048 186.86 126.8 60.06 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Trung 133.63 bình 60.6 Bảng 5.10 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,609 0,245 0,364 272.43 189.7 82.73 1000x 0,407 0,233 0,174 273.43 189.4 84.03 2000x 0,315 0,237 0,078 272.57 186.8 85.77 188.63 84.18 Trung bình Bảng 5.11 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày giá trị OD540nm pha Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra Mẫu thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,578 0,247 0,331 248.86 173.2 75.66 1000x 0,389 0,233 0,156 247.71 171.4 76.31 2000x 0,301 0,232 0,069 246.86 168.8 78.06 171.13 76.68 Trung bình Bảng 5.12 Kết tối ưu thời gian nuôi cấy môi trường lên men lỏng ngày pha loãng giá trị OD540nm Mẫu Mẫu Giá trị Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- ∆OD540nm amylase glucoamylase amylase Khóa luận tốt nghiệp enzyme Nguyễn Văn Bách – 11.01 kiểm tra thử (KU/g) (KU/g) (KU/g) (Test) (blank) 500x 0,569 0,276 0,293 221.71 154.2 67.51 1000x 0,384 0,247 0,137 220.57 152.4 68.17 2000x 0,299 0,239 0,06 221.14 150.8 70.34 152.47 68.68 Trung bình Phụ lục Kết tối ưu nguồn nitrogen môi trường lên men xốp Bảng 5.13 Kết tối ưu nguồn nitrogen urea môi trường lên men xốp giá trị OD540nm Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- pha loãng kiểm tra Mẫu thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,621 0,234 0,387 288.86 201.2 87.66 1000x 0,399 0,232 0,167 263.43 182.4 81.03 2000x 0,317 0,235 0,082 284 194.8 89.2 192.8 85.96 Trung bình Bảng 5.14 Kết tối ưu nguồn nitrogen KNO3 môi trường lên men xốp giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,562 0,238 0,324 243.86 169.7 74.16 1000x 0,386 0,239 0,147 234.86 162.4 72.46 2000x 0,297 0,235 0,062 226.86 154.8 72.06 162.3 72.89 Trung bình Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Bảng 5.15 Kết tối ưu nguồn nitrogen NH4NO3 môi trường lên men xốp giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,574 0,239 0,335 251.71 175.2 76.51 1000x 0,403 0,232 0,171 269.14 186.4 82.74 2000x 0,306 0,228 0,078 272.57 186.8 85.77 182.8 81.68 Trung bình Bảng 5.16 Kết tối ưu nguồn nitrogen NH4CL môi trường lên men xốp giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 50x 0,599 0,236 0,363 271.71 189.2 82.51 100x 0,391 0,228 0,163 257.71 178.4 79.31 200x 0,302 0,228 0,074 261.14 178.8 82.34 182.13 81.39 Trung bình Phụ lục 6: Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp Bảng 5.17 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 28 độ C pha giá trị OD540nm Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng Mẫu Mẫu Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme kiểm tra thử ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 (Test) (blank) 500x 0,589 0,251 0,338 253.86 176.7 77.16 1000x 0,394 0,237 0,157 249.14 172.4 76.74 2000x 0,321 0,248 0,073 258.29 176.8 81.49 175.3 78.46 Trung bình Bảng 5.18 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 30 độ C giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0.625 0.242 0.383 286.00 199.20 86.80 1000x 0.418 0.233 0.185 289.14 200.40 88.74 2000x 0.317 0.232 0.085 292.57 200.80 91.77 200.13 89.10 Trung bình Bảng 5.19 Kết tối ưu nhiệt độ môi trường lên men xốp 32 độ C giá trị OD540nm pha Mẫu Mẫu Hoạt độ Hoạt độ α- Hoạt độ α- loãng kiểm tra thử Giá trị amylase glucoamylase amylase enzyme (Test) (blank) ∆OD540nm (KU/g) (KU/g) (KU/g) 500x 0,552 0,239 0,313 236 164.2 71.8 1000x 0,369 0,232 0,137 220.57 152.4 68.17 2000x 0,299 0,235 0,064 232.57 158.8 73.77 158.47 71.25 Trung bình Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Phụ lục Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân Bảng 5.20 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân giá trị OD540nm Hàm lượng Hàm lượng Mẫu kiểm Mẫu thử Giá trị đường khử đường khử nhiệt độ ( độ C) tra (Test) (blank) ∆OD540nm (mg/ml) (mg/g) 37 0,439 0,327 0,112 6,322 18,966 45 0,467 0,319 0,148 8,081 24,243 50 0,628 0,324 0,304 15,703 47,108 55 0,639 0,325 0,314 16,191 48,574 60 0,622 0,315 0,307 15,849 47,548 Phụ lục Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn Bảng 5.21 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn giá trị OD540nm Hàm lượng Hàm lượng Mẫu kiểm Mẫu thử Giá trị đường khử đường khử giá trị pH tra (Test) (blank) ∆OD540nm (mg/ml) (mg/g) 3,5 0,566 0,322 0,244 12,771 38,314 0,612 0,327 0,285 14,774 44,323 4,5 0,608 0,332 0,276 14,335 43,004 0,51 0,331 0,179 9,596 28,787 Phụ lục Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn Bảng 5.22 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 giá trị OD540nm Hàm lượng Hàm lượng Mẫu kiểm Mẫu thử giá trị đường khử đường khử pha loãng bã sắn tra (Test) (blank) OD540nm (mg/ml) (mg/g) 10% 0,338 0,324 0,014 1,534 15,341 20% 0,462 0,321 0,141 7,739 38,695 30% 0,588 0,33 0,258 13,455 44,851 40% 0,693 0,329 0,364 18,634 46,585 Phụ lục 10 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn Bảng 5.23 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn giá trị OD540nm Hàm lượng Hàm lượng Mẫu kiểm Mẫu thử giá trị đường khử đường khử thời gian thủy phân tra (Test) (blank) OD540nm (mg/ml) (mg/g) 0,624 0,325 0,299 15,458 46,375 0,639 0,321 0,318 16,387 49,160 0,753 0,332 0,421 21,419 64,257 0,785 0,329 0,456 23,129 69,387 0,792 0,331 0,461 23,373 70,120 0,797 0,334 0,463 23,471 70,413 Phụ lục 11 Một số hình ảnh thí nghiệm Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Hình 5.3 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Hình 5.4 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng pH đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Hình 5.5 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ bã sắn đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 Hình 5.6 Hình ảnh kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến khả thủy phân bã sắn chủng Aspergillus A13 [...]... enzyme (α-amylase, α-glucoamylase) thủy phân tinh bột sống - Xây dựng quy trình đường hóa tinh bột bởi enzyme thủy phân tinh bột sống Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là bước đầu tạo điều kiện cho các nghiên cứu sâu hơn về khả năng thủy phân bã sắn của hệ vi sinh vật có khả năng thủy phân cao để áp dụng vào việc xử lý bã sắn ở các nhà máy, cơ sở sản xuất tinh bột sắn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn... khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ chất ( tinh bột hoặc glycogen ) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả α-Amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên song với tốc độ rất chậm[6] Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-Amylase là quá trình đa giai đoạn[4]: + Ở giai đoạn đầu ( giai đoạn dextrin hóa ): Chỉ một số phân. .. cơ sở sản xuất tinh bột sắn tại Cát Quế, Hoài Đức, Hà Nội) (a) bã sắn tươi (b) bã sắn khô Hiện nay, bã sắn tại các nhà máy sản xuất tinh bột sắn được bán cho các doanh nghiệp hoặc người dân chăn nuôi nhỏ với giá rất rẻ khoảng 200 đồng/kg bã tươi và 800 – 1000 đồng/kg bã khô (giá tại nhà máy sản xuất tinh bột sắn tại Cát Quế -Hoài Đức- Hà Nội) Với giá thành như vậy thì việc sử dụng bã sắn để sản xuất... nghiên cứu: - Khảo sát hoạt tính enzyme α - amylase và enzyme α - glucoamylase của nấm Aspergillus trong môi trường tối ưu cơ bản - Nghiên cứu tối ưu điều kiện lên men xốp (1 loại cơ chất, hỗn hợp cơ chất, dinh dưỡng ,…) cho sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột sống - Nghiên cứu các thông số lí hóa (nhiệt độ, pH, cơ chất, nồng độ cơ chất, thời gian thủy phân, phụ gia,…) ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme. .. tổng hợp enzyme của nấm sợi Ngược lại, nếu độ ẩm quá cao sẽ gây ức chế sinh trưởng nấm sợi vì làm giảm độ thoáng khí, giảm sự lưu thông oxi trong môi trường do đó dẫn đến giảm khả năng sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột [19] Biểu đồ 3.1 Ảnh hưởng của độ ẩm cơ chất đến khả năng sinh tổng hợp enzyme thủy phân tinh bột của chủng Aspergilles A13 Từ đồ thị 3.1 Cho thấy độ ẩm cơ chất 20% chủng Aspergillus. .. MỘT SỐ ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT SỐNG CỦA NẤM ASPERGILLUS 1.3.1 Amylase 1.3.1.1 Giới thiệu chung về amylase Amylase là một hệ Enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật Các enzyme này thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm polysaccharide với sự tham gia của nước [1] Khóa luận tốt nghiệp RR’ + H-OH Nguyễn Văn Bách – 11.01 RH + R’OH Amylase thủy phân tinh bột, ... THẢO LUẬN 3.1 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG LÊN MEN SINH TỔNG HỢP ENZYME THỦY PHÂN TINH BỘT CỦA CHỦNG NẤM ASPERGILLUS A13 3.1.1 Tối ưu độ ẩm cơ chất môi trường lên men xốp Độ ẩm cơ chất môi trường lên men xốp là yếu tố quan trọng ảnh hưởng khả năng sinh tổng hợp enzyme thủy phân carbon-hydrate từ nấm sợi độ ẩm không những ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của hệ sợi nấm và sự sinh bào tử, mà còn đặc biệt... của nấm mốc hầu như chỉ tấn công những hạt tinh bột bị thương tổn Sản phẩm cuối cùng của thủy phân amylase là glucose và maltose Đối với nấm sợi tỉ lệ là 1:3,79 α-amylase của nấm sợi không tấn công liên kết α-1,6 glucoside của amylopectin, nên khi thủy phân nó sẽ tạo thành các dextrin tới hạn phân nhánh Đây là một cấu trúc phân tử tinh bột do enzyme α-amylase phân cắt tạo thành dextrin tới hạn phân. .. Fococev sản xuất tinh bột sắn Trong quá trình sản xuất tinh bột sắn sẽ thải ra một lượng lớn bã sắn bao gồm hai loại: - Loại thứ nhất là bã thải do quá trình rửa và bóc vỏ gỗ, chiếm tỉ trọng ít và thành phần chủ yếu là cellulose, hemicellulose, cát và sạn Loại này thường được chôn lấp hợp vệ sinh hoặc dùng làm phân bón - Loại thứ hai là phần bã còn lại sau khi tách tinh bột sắn được gọi là bã sắn Khóa luận... TỔNG QUAN VỀ BÃ SẮN 1.1.1 Quy trình sản xuất tinh bột sắn Nguyên liệu Tiếp nhận Cân Kiểm tra độ bột Phễu nạp liệu Bóc vỏ Tạp chất Nước thải của máy phân ly Rửa Chặt Mài Sữa loãng Trích ly thô Trích ly tinh Bã sắn Khóa luận tốt nghiệp Nguyễn Văn Bách – 11.01 Phân ly thô Dịch bào Nước sạch Phân ly tinh Ly tâm Sấy 210-2200C Làm nguội Đóng bao Hình 1.1 Hình ảnh sơ đồ quy trình sản xuất tinh bột sắn tại nhà